EP3811104A1 - Auswertevorrichtung und verfahren zum auswerten zumindest eines radarsensors - Google Patents

Auswertevorrichtung und verfahren zum auswerten zumindest eines radarsensors

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EP3811104A1
EP3811104A1 EP19717892.4A EP19717892A EP3811104A1 EP 3811104 A1 EP3811104 A1 EP 3811104A1 EP 19717892 A EP19717892 A EP 19717892A EP 3811104 A1 EP3811104 A1 EP 3811104A1
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signals
measurement
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radar sensor
different
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Marcel Mayer
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Definitions

  • Evaluation device and method for evaluating at least one
  • the invention relates to an evaluation device for at least one radar sensor and a radar device. Furthermore, the invention relates to a method for evaluating at least one radar sensor.
  • DE 10 2016 221 947 A1 describes a radar sensor for motor vehicles for determining the respective vehicle environment.
  • the invention provides an evaluation device for at least one radar sensor with the features of claim 1, a radar device with the features of claim 5 and a method for evaluating at least one radar sensor with the features of claim 7.
  • the present invention creates possibilities for evaluating at least one radar sensor, the measuring cycles of which are each interrupted by an intervening pause time, with “uninterrupted observation” by means of the present invention despite the observance of the pause times
  • the present invention therefore brings about an improved Doppler resolution and a higher signal-to-noise ratio / signal-background ratio (signal noise ratio, SNR) when evaluating the at least one radar sensor. This also results in an increased sensitivity and / or a greater range when evaluating the at least one radar sensor by means of the present invention.
  • SNR signal noise ratio
  • Electronic device designed to carry out the Fourier transformation with respect to a Doppler effect-relevant variable using the measurement signals from at least two different measurement cycles and / or using the evaluation signals derived from the measurement signals from at least two different measurement cycles.
  • the embodiment of the evaluation device described here therefore enables an improvement in the Doppler separability when evaluating the at least one radar sensor.
  • the electronic device is preferably designed to perform a Fourier transformation with respect to a baseband frequency for each chirp of the at least two different measurement cycles and in this way to define a plurality of Fourier rows for each measurement cycle of the at least two different measurement cycles, and that using the perform Fourier transforms derived from the measurement signals from at least two different measurement cycles using the plurality of Fourier series of the at least two different measurement cycles and / or using evaluation signals derived from the plurality of Fourier series of the at least two different measurement cycles.
  • the embodiment of the evaluation device described here can thus be easily used for a chirp sequence method.
  • the electronic device is preferably designed to carry out a further Fourier transformation with respect to a Doppler frequency for each measuring cycle of the at least two different measuring cycles, using the plurality of Fourier rows defined for the respective measuring cycle, and in this way a two-dimensional Fourier series. Specify the array for the respective measurement cycle, and execute the Fourier transformation using the evaluation signals derived from the measurement signals from at least two different measurement cycles using the 2-dimensional Fourier arrays of the at least two different measurement cycles.
  • the evaluation device is thus designed to add a so-called third dimension to an evaluation of the at least one radar sensor that is implemented by means of the Fourier transformations carried out first, in order to define the 2-dimensional Fourier arrays for all measurement cycles of the at least one radar sensor. In particular, this results in better Doppler resolution and a higher signal-to-noise ratio when evaluating the at least one radar sensor
  • the at least one radar sensor can each be an FMCW radar sensor and / or a JSFMCW radar sensor. These advantageous sensor types can thus also be used to implement the present
  • executing a corresponding method for evaluating at least one radar sensor also creates the advantages already described above.
  • the method for evaluating at least one radar sensor can be developed without any problems so that the advantages of the above-described embodiments of evaluation devices and radar devices are brought about.
  • Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of the
  • La to lc show functional diagrams for explaining an embodiment of the method for evaluating at least one radar sensor.
  • the method described below can be carried out for evaluating a large number of radar sensors.
  • a single radar sensor is evaluated using the method described below.
  • the respective radar sensor is preferably used to determine information relating to at least one partial environment of the radar sensor.
  • the respective radar sensor can e.g. Be part of a monitoring system and / or part of a vehicle control system.
  • the radar sensor is, for example, an FMCW radar sensor (Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor), in particular a JSFMCW radar sensor (Joint Sampling Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor).
  • FMCW radar sensor Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor
  • JSFMCW radar sensor Joint Sampling Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor
  • the radar sensor can also be an OFDM radar sensor (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Radar Sensor, orthogonal frequency division multiplexing radar sensor) or a PN radar sensor (pseudo-random noise radar sensor).
  • the radar sensor transmits radar signals 12 during its measurement cycles 10, each with a measurement cycle time / measurement cycle duration At m .
  • the radar sensor receives radar signals 14 reflected from its surroundings during its measurement cycles 10 and outputs signals received as the measurement signals corresponding to the received reflected radar signals 14.
  • the respective coordinate system has the time axis t as the abscissa, while its ordinate shows time-dependent frequencies f (t) of the radar signals 12 emitted by the radar sensor and the radar signals 14 reflected by its surroundings.
  • the radar sensor is designed to carry out chirp sequence modulation (chirp sequence modulation), so that during a single measurement cycle 10 with the
  • Measurement cycle time At m a plurality of chirps 16, preferably at least 100 chirps 16, are performed.
  • the measurement cycle time At m is usually between 1 ms (milliseconds) to 40 ms (milliseconds).
  • the measurement cycle time At m can be, for example, 20 ms (milliseconds).
  • the radar sensor remains inactive for a predetermined pause time / pause duration At b .
  • the radar sensor remains inactive for a predetermined pause time / pause duration At b .
  • the pause time At b is selected such that the radar sensor heats up the component due to the 10 between two subsequent measurement cycles
  • the pause time At b is prevented.
  • the pause time At b can be, for example, between 5 ms (milliseconds) and 100 ms (milliseconds).
  • a sum of the measuring cycle time At m and the pause time At b gives one
  • Total cycle time / total cycle time DT A quotient of the measurement cycle time At m divided by the total cycle time DT is often referred to as a duty cycle.
  • the measurement signals output by the radar sensor preferably reflect frequency differences between the radar signals 12 emitted by the radar sensor and the radar signals 14 reflected by its surroundings. These frequency differences are made up of a distance-dependent component and one
  • the distance-dependent portion indicates the respective distance from the radar sensor at least one object of the surroundings reflecting the transmitted radar signals 12.
  • the proportion dependent on the relative speed indicates with which one
  • the at least one object moves in relation to the radar sensor.
  • the measurement signals of the radar sensor are evaluated by means of the method described below, wherein in particular a Fourier transformation is carried out using measurement signals from at least two different measurement cycles 10 and / or using evaluation signals derived from the measurement signals from at least two different measurement cycles 10. This is explained in more detail below:
  • a Fourier transformation 18 is first carried out for each chirp 16 of at least two different measurement cycles 10 with respect to the baseband frequency f ⁇ .
  • a plurality of Fourier series 20 are defined for each measurement cycle 10 of the at least two different measurement cycles 10.
  • a total number of the defined Fourier rows 20 per measurement cycle 10 of the at least two different measurement cycles 10 thus corresponds to a total number of chirps 16 per measurement cycle 10.
  • the Fourier transforms 18 with respect to the baseband frequency f ß can also be called fast Fourier transforms 18 (Fast Fourier transform,
  • the Fourier rows 20 determined by means of the fast Fourier transforms 18 all have the same total number of bins.
  • the Fourier transformations 18 with respect to the baseband frequency f ⁇ results in a “clamping of a first dimension f ⁇ ” with respect to the respective distance of the at least one reflecting object in the vicinity of the
  • the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor each causes a peak PI in the defined Fourier rows 20, although peaks PI of objects at the same distance from the radar sensor can overlap despite their different relative speeds.
  • a further Fourier transformation 22 with respect to a Doppler frequency ⁇ D is carried out for each measuring cycle 10 of the at least two different measuring cycles 10 using the plurality of Fourier rows 20 defined for the respective measuring cycle 10.
  • This further Fourier transformation 22 can also be described as a group of one Fourier transformation 22 for each bin of the plurality of Fourier rows 20 of the respective measuring cycle 10. In this way, a two-dimensional Fourier array 24 is defined for the respective measuring cycle 10.
  • a first dimension f ß of the two-dimensional Fourier array 24 defined in this way is the respective distance of the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor, while a second dimension f ß of the two-dimensional Fourier array 24 is the relative speed of the at least one reproduces a reflective object in the vicinity of the radar sensor.
  • the two-dimensional Fourier array 24 defined for each measurement cycle 10 can also be referred to as a 2D spectrum of the respective measurement cycle 10.
  • the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor also causes a peak P2 in the two-dimensional Fourier array 24. Superpositions of peaks P2 in the two-dimensional Fourier array 24 can be eliminated using the method step described below:
  • the functional diagram of FIG. 1c shows the Fourier transformation 26, which is carried out using the two-dimensional Fourier arrays 24 derived from the measurement signals from at least two different measurement cycles 10.
  • the Fourier transformation 26 is carried out with respect to a quantity f 3 relevant to the Doppler effect, a fast Fourier transformation (FFT) preferably being carried out for each bin of the two-dimensional Fourier arrays 24.
  • FFT fast Fourier transformation
  • a three-dimensional Fourier matrix 28, or a so-called 3D FFT is obtained for a certain number of evaluated measurement cycles 10.
  • the Fourier transformation 26 thus extends the previously defined two-dimensional Fourier arrays 24 by a third dimension with regard to the Doppler effect relevant size f3.
  • the third dimension can be calculated for any possible relative speed. Depending on the dimensioning of the radar parameters, it can be advantageous to take into account the changing distance of the target via the measurements.
  • the third dimension is preferably spanned for each bin of the two-dimensional Fourier arrays 24.
  • a number of measurement cycles 10, from the two-dimensional Fourier arrays 24 of which the three-dimensional Fourier matrix 28 is determined, can be between 2 and 15, for example.
  • the number of measurement cycles 10 evaluated to determine the three-dimensional Fourier matrix 28 is preferably between 5 and 10.
  • the three-dimensional Fourier matrix 28 Since the data for creating the three-dimensional Fourier matrix 28 come from at least two different measurement cycles 10, the three-dimensional Fourier matrix 28 enables observation of the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor over a so-called integration time T to tai, which extends from the beginning of the earliest of the at least two different measurement cycles 10 to the end of the last of the at least two different measurement cycles 10.
  • the integration time Ttotai is thus significantly longer than the measuring cycle time At m or
  • Total cycle time DT The method described here thus permits “uninterrupted observation” of the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor for a period of time equal to the integration time Ttotai, without the radar sensor having to carry out measurements for the entire integration time T to tai. This allows the radar sensor to operate during the
  • Integration time T to tai is at least once inactive for the pause time At b , while the three-dimensional Fourier matrix 28 nonetheless displays information about the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor as if the radar sensor continuously during the entire integration time T to tai would take measurements.
  • the integration time T to tai can easily be chosen so long that with an uninterrupted
  • the so-called third dimension with respect to the size F 3 relevant to the Doppler effect ensures an improved ability to separate multiple targets based on their differences in the third dimension, and thus also an increased Doppler separability.
  • the at least one reflecting object in the vicinity of the radar sensor also causes a peak P3 in the three-dimensional Fourier matrix 28, whereby a superimposition of peaks P3 of different objects cannot / hardly occur.
  • Break time At b can cool down so long that overheating of the
  • Radar sensor is not to be feared.
  • the three-dimensional Fourier matrix 28 can also be determined by means of a “sliding discrete Fourier transformation” (sliding DFT). For this purpose, after each measurement cycle 10, the measurement values of the "oldest measurement cycle 10" can be replaced by a previously defined three-dimensional Fourier matrix 28 by the measurement values of the "latest measurement cycle 10", possibly using a phase term for correction. In this way, a computing time for determining the three-dimensional Fourier matrix 28 can be significantly reduced. In order to reduce the amount of computation, the third dimension of the three-dimensional Fourier matrix 28 can also be determined only for the relative speeds that are considered to be particularly relevant.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an embodiment of the
  • Evaluation device or the radar device formed therewith.
  • the evaluation device 30 shown schematically in FIG.
  • the respective radar sensor 32 is designed to transmit radar signals 12 during its measuring cycles and to transmit them from a (not shown)
  • the at least one radar sensor 32 cooperating with the evaluation device 30 can e.g. an FMCW radar sensor (Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor), a JSFMCW radar sensor (Joint Sampling Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor), an OFDM radar sensor (Orthogonal
  • PN radar sensor pseudo-random noise radar sensor
  • the evaluation device 30 cannot be used for this
  • the evaluation device 30 has an electronic device 36, which is designed to evaluate measurement signals 34 of the radar sensor 32. Above all, the electronic device 36 is designed to perform a Fourier transformation using measurement signals 34 from at least two different ones
  • the electronic device 36 is preferably designed to perform this Fourier transformation with respect to a Doppler effect-relevant variable.
  • Electronics device 36 can be designed, in particular, to carry out a Fourier transformation with respect to a baseband frequency for each chirp of the at least two different measurement cycles and in this way to define a plurality of Fourier rows for each measurement cycle of the at least two different measurement cycles. Then the
  • Electronics device 36 for each measuring cycle of the at least two
  • the method described above can be carried out by means of the electronic device 36.
  • the evaluation device 30 is part of a radar device 38 designed with the at least one radar sensor 32.
  • the evaluation device 30 can also interact (as a “separate device”) with at least one radar sensor designed separately from it.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auswertevorrichtung (30) für zumindest einen Radarsensor (32) mit einer Elektronikeinrichtung (36), welche dazu ausgelegt ist, Messsignale (34) des Radarsensors (32) auszuwerten, wobei der Radarsensor (32) dazu ausgelegt ist, während seiner Messzyklen Radarsignale (12) auszusenden und von einer Umgebung des Radarsensors (32) reflektierte Radarsignale (14) zu empfangen und den empfangenen reflektierten Radarsignalen (14) entsprechende Signale als Messsignale (34) auszugeben, während der Radarsensor (32) zwischen zwei nachfolgenden Messzyklen für eine vorgegebene Pausenzeit inaktiv bleibt, und wobei die Elektronikeinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, eine Fourier-Transformation unter Verwendung von Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen und/oder unter Verwendung von aus den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignalen auszuführen. Außerdem betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Verfahren zum Auswerten zumindest eines Radarsensors (32).

Description

Beschreibung
Titel
Auswertevorrichtung, und Verfahren zum Auswerten zumindest eines
Radarsensors
Die Erfindung betrifft eine Auswertevorrichtung für zumindest einen Radarsensor und ein Radargerät. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswerten zumindest eines Radarsensors.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von Radarsensoren zur
Umgebungsermittlung bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2016 221 947 Al einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge zur Ermittlung der jeweiligen Fahrzeugumgebung.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Auswertevorrichtung für zumindest einen Radarsensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Radargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und ein Verfahren zum Auswerten zumindest eines Radarsensors mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum Auswerten zumindest eines Radarsensors, dessen Messzyklen jeweils von einer dazwischenliegenden Pausenzeit unterbrochen werden, wobei mittels der vorliegenden Erfindung trotz der Einhaltung der Pausenzeiten„ununterbrochene Beobachtung“ einer
Umgebung des Radarsensors über mindestens zwei Messzyklen möglich ist. Man kann dies auch damit umschreiben, dass eine„Integrationszeif beim Auswerten des zumindest einen Radarsensors mittels der vorliegenden
Erfindung erhöht ist. Die vorliegende Erfindung bewirkt deshalb eine verbesserte Dopplerauflösung und ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis/Signal-Hintergrund- Verhältnis (Signal Noise Ratio, SNR) bei der Auswertung des zumindest einen Radarsensors. Damit ergeben sich auch eine gesteigerte Sensitivität und/oder eine höhere Reichweite bei der Auswertung des zumindest einen Radarsensors mittels der vorliegenden Erfindung. Die hier beschriebenen Vorteile sind mittels der vorliegenden Erfindung realisierbar, ohne dass dazu die Pausenzeiten verkürzt oder ein Auslastungsgrad reduziert werden muss.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Auswertevorrichtung ist die
Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, die Fourier-Transformation bezüglich einer Dopplereffekt-relevanten Größe unter Verwendung der Messsignale aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen und/oder unter Verwendung der aus den Messsignalen aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignale auszuführen. Wie anhand der weiteren Beschreibung deutlich wird, ermöglicht die hier beschriebene Ausführungsform der Auswertevorrichtung deshalb eine Verbesserung der Dopplertrennfähigkeit bei der Auswertung des zumindest einen Radarsensors.
Vorzugsweise ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, für jeden Chirp der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen je eine Fourier-Transformation bezüglich einer Basisbandfrequenz auszuführen und auf diese Weise jeweils eine Vielzahl von Fourier-Reihen für jeden Messzyklus der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen festzulegen, und die unter Verwendung der von den Messsignalen aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignale ausgeführte Fourier-Transformation unter Verwendung der Vielzahl von Fourier-Reihen der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen und/oder unter Verwendung von aus der Vielzahl von Fourier-Reihen der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignale auszuführen. Die hier beschriebene Ausführungsform der Auswertevorrichtung lässt sich somit problemlos für ein Chirp Sequence-Verfahren einsetzen. Bevorzugter Weise ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt, für jeden Messzyklus der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen je eine weitere Fourier-Transformation bezüglich einer Dopplerfrequenz unter Verwendung der für den jeweiligen Messzyklus festgelegten Vielzahl von Fourier- Reihen auszuführen und auf diese Weise je einen 2-dimensionalen Fourier-Array für den jeweiligen Messzyklus festzulegen, und die unter Verwendung der von den Messsignalen aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignale ausgeführte Fourier-Transformation unter Verwendung der 2- dimensionalen Fourier-Arrays der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen auszuführen. Damit ist die Auswertevorrichtung dazu ausgelegt, eine mittels der zuerst ausgeführten Fourier-Transformationen realisierte Auswertung des zumindest einen Radarsensors zum Festlegen der 2-dimensionalen Fourier- Arrays für alle Messzyklen des zumindest einen Radarsensors um eine sogenannte dritte Dimension zu erweitern. Dies bewirkt insbesondere eine bessere Dopplerauflösung und ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis bei der Auswertung des zumindest einen Radarsensor
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Radargerät mit einer derartigen Auswertevorrichtung und dem zumindest einen Radarsensor bewirkt. Beispielsweise kann der zumindest eine Radarsensor jeweils ein FMCW-Radarsensor und/oder ein JSFMCW-Radarsensor sein. Damit können auch diese vorteilhaften Sensortypen zum Realisieren der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden.
Des Weiteren schafft auch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Auswerten zumindest eines Radarsensors die oben schon beschriebenen Vorteile. Das Verfahren zum Auswerten zumindest eines Radarsensors kann problemlos so weitergebildet werden, dass die Vorteile der oben erläuterten Ausführungsformen von Auswertevorrichtungen und Radargeräten bewirkt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. la bis lc Funktionsschemata zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten zumindest eines Radarsensors; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Auswertevorrichtung, bzw. des damit ausgebildeten
Radargeräts.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. la bis lc zeigen Funktionsschemata zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Auswerten zumindest eines Radarsensors.
Das im Weiteren beschriebene Verfahren kann zum Auswerten einer Vielzahl von Radarsensoren ausgeführt werden. Lediglich beispielhaft wird mittels des im Weiteren beschriebenen Verfahrens nur ein einziger Radarsensor ausgewertet. Vorzugsweise wird der jeweilige Radarsensor zum Ermitteln einer Information bezüglich zumindest einer Teilumgebung des Radarsensors eingesetzt. Der jeweilige Radarsensor kann z.B. Teil eines Überwachungssystems und/oder Teil eines Fahrzeugleitsystems sein.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren ist der Radarsensor beispielhaft ein FMCW-Radarsensor (Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor), insbesondere ein JSFMCW-Radarsensor (Joint Sampling Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor). Ein derartiger Radarsensor ist hinsichtlich seiner Ressourcen sehr effizient und erlaubt eine gute Auflösung von
Mehrdeutigkeiten. Die Vorteile von FMCW-Radarsensoren, bzw. JSFMCW- Radarsensoren, können somit zusammen mit den Vorteilen des nachfolgend beschriebenen Verfahrens genutzt werden. Eine Ausführbarkeit des im Weiteren beschriebenen Verfahrens ist jedoch nicht auf eine Verwendung eines dieser Radarsensortypen beschränkt. Beispielsweise kann der Radarsensor auch ein OFDM-Radarsensor (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Radar Sensor, Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren-Radarsensor) oder ein PN- Radarsensor (Pseudo-random Noise Radar Sensor) sein. Der Radarsensor sendet während seiner Messzyklen 10 mit jeweils einer Messzykluszeit/Messzyklusdauer Atm Radarsignale 12 aus. Ebenso empfängt der Radarsensor während seiner Messzyklen 10 von seiner Umgebung reflektierte Radarsignale 14 und gibt den empfangenen reflektierten Radarsignalen 14 entsprechende Signale als Messsignale aus. In den Funktionsschema der Fig. lb und lc weist das jeweilige Koordinatensystem als Abszisse die Zeitachse t auf, während mittels seiner Ordinate zeitabhängige Frequenzen f(t) der von dem Radarsensor ausgesendeten Radarsignale 12 und der von seiner Umgebung reflektierten Radarsignale 14 wiedergegeben sind.
Lediglich beispielshaft ist in dem Beispiel der Fig. la bis lc der Radarsensor zum Ausführen von Chirp-Sequenzmodulationen (Chirp Sequence Modulation) ausgelegt, so dass während eines einzigen Messzyklus 10 mit der
Messzykluszeit Atm eine Vielzahl von Chirps 16, vorzugsweise mindestens 100 Chirps 16, ausgeführt werden. Die Messzykluszeit Atm liegt in der Regel zwischen 1 ms (Millisekunden) bis 40 ms (Millisekunden). Die Messzykluszeit Atm kann beispielsweise 20 ms (Millisekunden) betragen.
Zwischen zwei nachfolgenden Messzyklen 10 bleibt der Radarsensor für eine vorgegebene Pausenzeit/Pausendauer Atb inaktiv. Vorzugsweise ist die
Pausenzeit Atb so gewählt, dass eine Bauteilerwärmung des Radarsensors durch die zwischen jeweils zwei nachfolgenden Messzyklen 10 eingehaltene
Pausenzeit Atb verhindert ist. Die Pausenzeit Atb kann beispielsweise zwischen 5 ms (Millisekunden) bis 100 ms (Millisekunden) betragen. Eine Summe aus der Messzykluszeit Atm und der Pausenzeit Atb ergibt eine
Gesamtzykluszeit/Gesamtzyklusdauer DT. Ein Quotient der Messzykluszeit Atm geteilt durch die Gesamtzykluszeit DT wird häufig als ein Auslastungsgrad (Duty Cycle) bezeichnet.
Die von dem Radarsensor ausgegebenen Messsignale geben vorzugsweise Frequenzunterschiede zwischen den von dem Radarsensor ausgesendeten Radarsignalen 12 und den von seiner Umgebung reflektierten Radarsignalen 14 wieder. Diese Frequenzunterschiede setzen sich zusammen aus einem abstandsabhängigen Anteil und einem
relativgeschwindigkeitsabhängigen/dopplereffektbewirkten Anteil. Der abstandsabhängige Anteil gibt an, in welchem jeweiligen Abstand zu dem Radarsensor sich mindestens ein die ausgesendeten Radarsignale 12 reflektierendes Objekt der Umgebung befindet. Entsprechend gibt der relativgeschwindigkeitsabhängige Anteil an, mit welcher jeweiligen
Relativgeschwindigkeit sich das mindestens eine Objekt in Bezug zu dem Radarsensor bewegt.
Mittels des im Weiteren beschriebenen Verfahrens werden die Messsignale des Radarsensors ausgewertet, wobei insbesondere eine Fourier-Transformation unter Verwendung von Messsignalen aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 und/oder unter Verwendung von aus den Messsignalen aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 abgeleiteten Auswertesignalen ausgeführt wird. Dies wird im Weiteren genauer erläutert:
Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird zuerst für jeden Chirp 16 von mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 je eine Fourier-Transformation 18 bezüglich der Basisbandfrequenz fß ausgeführt. Auf diese Weise werden für jeden Messzyklus 10 der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 jeweils eine Vielzahl von Fourier-Reihen 20 festgelegt. Eine Gesamtanzahl der festgelegten Fourier- Reihen 20 pro Messzyklus 10 der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 entspricht somit einer Gesamtanzahl der Chirps 16 pro Messzyklus 10.
Man kann die Fourier-Transformationen 18 bezüglich der Basisbandfrequenz fß auch als schnelle Fourier-Transformationen 18 (Fast Fourier-Transformation,
FFT) bezeichnen. Die mittels der schnellen Fourier-Transformationen 18 festgelegten Fourier- Reihen 20 weisen alle die gleiche Gesamtanzahl von Bins auf. Die Fourier-Transformationen 18 bezüglich der Basisbandfrequenz fß bewirkt eine„Aufspannung einer ersten Dimension fß“ bezüglich des jeweiligen Abstands des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des
Radarsensors. Das mindestens eine reflektierende Objekt in der Umgebung des Radarsensors bewirkt jeweils einen Peak PI in den festgelegten Fourier- Reihen 20, wobei sich allerdings Peaks PI von Objekten im gleichen Abstand zu dem Radarsensor trotz ihrer unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten überlagern können. In einem weiteren in Fig. lb schematisch wiedergegebenen Verfahrensschritt wird für jeden Messzyklus 10 der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 je eine weitere Fourier-Transformation 22 bezüglich einer Dopplerfrequenz†D unter Verwendung der für den jeweiligen Messzyklus 10 festgelegten Vielzahl von Fourier-Reihen 20 ausgeführt. Man kann diese weitere Fourier- Transformation 22 auch als eine Gruppe von je einer Fourier-Transformation 22 für jeden Bin der Vielzahl von Fourier-Reihen 20 des jeweiligen Messzyklus 10 umschreiben. Auf diese Weise wird ein zwei-dimensionaler Fourier-Array 24 für den jeweiligen Messzyklus 10 festgelegt. Das Funktionsschema der Fig. lb gibt somit eine zweidimensionale schnelle Fourier-Transformation, eine sogenannte 2D-FFT, wieder. Eine erste Dimension fß des auf diese Weise festgelegten zwei dimensionalen Fourier-Arrays 24 ist der jeweilige Abstand des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des Radarsensors, während eine zweite Dimension fß des zwei-dimensionalen Fourier-Arrays 24 die jeweils Relativgeschwindigkeit des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des Radarsensors wiedergibt. Der für jeden Messzyklus 10 festgelegte zwei-dimensionale Fourier-Array 24 kann auch als ein 2D-Spektrum des jeweiligen Messzyklus 10 bezeichnet werden. Das mindestens eine reflektierende Objekt in der Umgebung des Radarsensors bewirkt auch in dem zwei-dimensionalen Fourier-Array 24 jeweils einen Peak P2. Überlagerungen von Peaks P2 in dem zwei-dimensionalen Fourier-Array 24 können mittels des nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritts behoben werde:
Das Funktionsschema der Fig. lc zeigt als weiteren Verfahrensschritt die Fourier-Transformation 26, welche unter Verwendung der von den Messsignalen aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 abgeleiteten zwei dimensionalen Fourier-Arrays 24 ausgeführt wird. Die Fourier-Transformation 26 wird bezüglich einer Dopplereffekt-relevanten Größe f3 ausgeführt, wobei vorzugsweise für jeden Bin der zwei-dimensionalen Fourier-Arrays 24 jeweils eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) ausgeführt wird. Auf diese Weise erhält man für eine bestimmte Anzahl von ausgewerteten Messzyklen 10 eine drei-dimensionale Fourier-Matrix 28, bzw. eine sogenannte 3D-FFT. Die Fourier- Transformation 26 erweitert damit die zuvor festgelegten zwei-dimensionalen Fourier-Arrays 24 um eine dritte Dimension bezüglich der Dopplereffekt- relevanten Größe f3. Die Berechnung der dritten Dimension kann für jede mögliche Relativgeschwindigkeit erfolgen. Abhängig von der Dimensionierung der Radarparameter kann es vorteilhaft sein, die sich verändernde Entfernung des Ziels über die Messungen zu berücksichtigen. Vorzugsweise wird die dritte Dimension für jeden Bin der zwei-dimensionalen Fourier-Arrays 24 aufgespannt.
Eine Anzahl von Messzyklen 10, aus deren zwei-dimensionalen Fourier-Arrays 24 die drei-dimensionale Fourier-Matrix 28 festgelegt wird, kann beispielsweise zwischen 2 und 15 liegt. Bevorzugter Weise liegt die Anzahl von zum Festlegen der drei-dimensionalen Fourier-Matrix 28 ausgewerteten Messzyklen 10 zwischen 5 und 10.
Da die Daten zum Erstellen der drei-dimensionalen Fourier-Matrix 28 aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 stammen, ermöglicht die drei dimensionale Fourier-Matrix 28 eine Beobachtung des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des Radarsensors über eine sogenannte Integrationszeit Ttotai, welche sich vom Beginn des frühesten der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 bis zum Ende des letzten der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen 10 erstreckt. Die Integrationszeit Ttotai ist somit deutlich länger als die Messzykluszeit Atm oder die
Gesamtzykluszeit DT. Das hier beschriebene Verfahren erlaubt damit eine „ununterbrochene Beobachtung“ des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des Radarsensors für eine Zeitdauer gleich der Integrationszeit Ttotai, ohne dass dazu der Radarsensor für die gesamte Integrationszeit Ttotai Messungen ausführen muss. Damit kann der Radarsensor während der
Integrationszeit Ttotai mindestens einmal für die Pausenzeit Atb inaktiv vorliegen, während trotzdem die drei-dimensionale Fourier-Matrix 28 Informationen über das mindestens eine reflektierende Objekt in der Umgebung des Radarsensors anzeigt, als ob der Radarsensor während der gesamten Integrationszeit Ttotai ununterbrochen Messungen ausführen würde. Die Integrationszeit Ttotai kann problemlos so lange gewählt werden, dass bei einem ununterbrochenen
Messzyklus während einer derartig langen Dauer ein hohes Überhitzungsrisiko des Radarsensors bestünde. Das hier beschriebene Verfahren erlaubt somit eine„ununterbrochene
Beobachtung“ des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des Radarsensors selbst für eine lange Integrationszeit Ttotai, ohne dass ein Überhitzen des Radarsensors dazu in Kauf zu nehmen ist. Stattdessen kann mittels der mindestens einen Pausenzeit Atb während der Integrationszeit Ttotai eine gewünschte Temperatur des Radarsensors problemlos eingehalten werden. Gleichzeitig ermöglich die„ununterbrochene Beobachtung“ für die relativ lange Integrationszeit Ttotai ein gutes Signal- Rausch- Verhältnis (Signal Noise Ratio, SNR) und eine verbesserte Trennfähigkeit der einzelnen Objekte in der
Umgebung des Radarsensors gegenüber dem Stand der Technik, und damit eine verlässliche Vermeidung von Mehrdeutigkeiten. Insbesondere durch die sogenannte dritte Dimension bezüglich der Dopplereffekt-relevanten Größe f3 ist eine verbesserte Trennfähigkeit von mehreren Zielen anhand ihrer Unterschiede in der dritten Dimension, und damit auch eine erhöhte Doppler-Trennfähigkeit, gewährleistet. Das mindestens eine reflektierende Objekt in der Umgebung des Radarsensors bewirkt auch in der drei-dimensionalen Fourier-Matrix 28 jeweils einen Peak P3, wobei eine Überlagerung von Peaks P3 verschiedener Objekte nicht/kaum auftreten kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorausgehend beschriebenen Vorteile auch beim Einhalten einer vergleichsweise langen Pausenzeit Atb zwischen zwei nachfolgenden Messzyklen 10, bzw. bei einem relativ niedrigen Auslastungsgrad (Duty Cycle), gewährleistet sind. Mittels des hier beschriebenen Verfahrens kann deshalb unter Beibehaltung der Pausenzeit Atb und des Auslastungsgrads die „ununterbrochene Beobachtung“ des mindestens einen reflektierenden Objekts in der Umgebung des Radarsensors verlängert werden, wobei gleichzeitig der Radarsensor während der zwischen den Messzyklen 10 eingehaltenen
Pausenzeit Atb sich solange abkühlen kann, dass eine Überhitzung des
Radarsensors nicht zu befürchten ist.
Die Festlegung der drei-dimensionalen Fourier-Matrix 28 kann auch mittels einer „gleitenden diskreten Fourier-Transformation“ (gleitende DFT) erfolgen. Dazu können nach jedem Messzyklus 10 die Messwerte des„ältesten Messzyklus 10“ von einer zuvor festgelegten drei-dimensionalen Fourier-Matrix 28 durch die Messwerte des .jüngsten Messzyklus 10“ ersetzt werden, evtl, unter Verwendung eines Phasenterms zur Korrektur. Auf diese Weise kann eine Rechenzeit zur Festlegung der drei-dimensionalen Fourier-Matrix 28 signifikant reduziert werden. Um einen Rechenaufwand zu verringern, kann die dritte Dimension der drei dimensionalen Fourier-Matrix 28 auch nur für besonders relevant angesehene Relativgeschwindigkeiten bestimmt werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Auswertevorrichtung, bzw. des damit ausgebildeten Radargeräts.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Auswertevorrichtung 30 ist zum
Zusammenwirken mit zumindest einem Radarsensor 32 ausgebildet. Der jeweilige Radarsensor 32 ist dazu ausgelegt, während seiner Messzyklen Radarsignale 12 auszusenden und von einer (nicht wiedergegebenen)
Umgebung des Radarsensors 32 reflektierte Radarsignale 14 zu empfangen und den empfangenen reflektierten Radarsignalen entsprechende Messsignale 34 auszugeben, während der Radarsensor 32 zwischen zwei nachfolgenden Messzyklen für eine vorgegebene Pausenzeit inaktiv bleibt. Der zumindest eine mit der Auswertevorrichtung 30 zusammenwirkende Radarsensor 32 kann z.B. ein FMCW-Radarsensor (Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor), ein JSFMCW-Radarsensor (Joint Sampling Frequency Modulated Continuous Wave Radar Sensor), ein OFDM-Radarsensor (Orthogonal
Frequency-Division Multiplexing Radar Sensor, Orthogonales
Frequenzmultiplexverfahren- Radarsensor) und/oder
ein PN- Radarsensor (Pseudo-random Noise Radar Sensor) sein. Eine
Einsetzbarkeit der Auswertevorrichtung 30 ist jedoch nicht auf diese
Radarsensortypen beschränkt.
Die Auswertevorrichtung 30 hat eine Elektronikeinrichtung 36, welche dazu ausgelegt ist, Messsignale 34 des Radarsensors 32 auszuwerten. Vor allem ist die Elektronikeinrichtung 36 dazu ausgelegt, eine Fourier-Transformation unter Verwendung von Messsignalen 34 aus mindestens zwei verschiedenen
Messzyklen und/oder unter Verwendung von aus den Messsignalen 34 aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignalen auszuführen. Vorzugsweise ist die Elektronikeinrichtung 36 dazu ausgelegt, diese Fourier-Transformation bezüglich einer Dopplereffekt-relevanten Größe auszuführen.
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung deutlich wird, kann die
Elektronikeinrichtung 36 insbesondere dazu ausgelegt sein, für jeden Chirp der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen je eine Fourier-Transformation bezüglich einer Basisbandfrequenz auszuführen und auf diese Weise jeweils eine Vielzahl von Fourier-Reihen für jeden Messzyklus der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen festzulegen. Anschließend kann die
Elektronikeinrichtung 36 für jeden Messzyklus der mindestens zwei
verschiedenen Messzyklen je eine weitere Fourier-Transformation bezüglich einer Dopplerfrequenz unter Verwendung der für den jeweiligen Messzyklus festgelegten Vielzahl von Fourier-Reihen auszuführen und auf diese Weise je einen 2-dimensionalen Fourier-Array für den jeweiligen Messzyklus festzulegen. Die unter Verwendung der von den Messsignalen 34 aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen abgeleiteten Auswertesignale ausgeführte Fourier- Transformation wird dann unter Verwendung der 2-dimensionalen Fourier- Arrays der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen ausgeführt. Speziell das oben beschriebene Verfahren kann mittels der Elektronikeinrichtung 36 ausführbar sein.
In der Ausführungsform der Fig. 2 ist die Auswertevorrichtung 30 Teil eines mit dem zumindest einen Radarsensor 32 ausgebildeten Radargerät 38. Die Auswertevorrichtung 30 kann jedoch auch (als„eigenes Gerät“) mit mindestens einem getrennt dazu ausgebildeten Radarsensor Zusammenwirken.

Claims

Ansprüche
1. Auswertevorrichtung (30) für zumindest einen Radarsensor (32) mit: einer Elektronikeinrichtung (36), welche dazu ausgelegt ist, Messsignale (34) des Radarsensors (32) auszuwerten; wobei der Radarsensor (32) dazu ausgelegt ist, während seiner Messzyklen (10) Radarsignale (12) auszusenden und von einer Umgebung des Radarsensors (32) reflektierte Radarsignale (14) zu empfangen und den empfangenen reflektierten Radarsignalen (14) entsprechende Signale als Messsignale (34) auszugeben, während der Radarsensor (32) zwischen zwei nachfolgenden Messzyklen (10) für eine vorgegebene Pausenzeit (Atb) inaktiv bleibt; dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, eine Fourier-Transformation (26) unter Verwendung von Messsignalen (34) aus mindestens zwei
verschiedenen Messzyklen (10) und/oder unter Verwendung von aus den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignalen (24) auszuführen.
2. Auswertevorrichtung (30) nach Anspruch 1, wobei die
Elektronikeinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, die Fourier-Transformation (26) bezüglich einer Dopplereffekt-relevanten Größe (f3) unter Verwendung der Messsignale (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) und/oder unter Verwendung der aus den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) auszuführen.
3. Auswertevorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Elektronikeinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, für jeden Chirp (16) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) je eine Fourier-Transformation (18) bezüglich einer Basisbandfrequenz (fß) auszuführen und auf diese Weise jeweils eine Vielzahl von Fourier-Reihen (20) für jeden Messzyklus (10) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) festzulegen, und die unter Verwendung der von den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) ausgeführte Fourier-Transformation (26) unter Verwendung der Vielzahl von Fourier-Reihen (20) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) und/oder unter Verwendung von aus der Vielzahl von Fourier-Reihen (20) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) auszuführen.
4. Auswertevorrichtung (30) nach Anspruch 3, wobei die
Elektronikeinrichtung (36) dazu ausgelegt ist, für jeden Messzyklus (10) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) je eine weitere Fourier- Transformation (22) bezüglich einer Dopplerfrequenz (fß) unter Verwendung der für den jeweiligen Messzyklus (10) festgelegten Vielzahl von Fourier- Reihen (20) auszuführen und auf diese Weise je einen 2-dimensionalen Fourier-Array (24) für den jeweiligen Messzyklus (10) festzulegen, und die unter Verwendung der von den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) ausgeführte Fourier-Transformation (26) unter Verwendung der 2-dimensionalen Fourier-Arrays (24) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) auszuführen.
5. Radargerät (38) mit: einer Auswertevorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und dem zumindest einen Radarsensor (32).
6. Radargerät (38) nach Anspruch 5, wobei der zumindest eine
Radarsensor (32) jeweils ein FMCW-Radarsensor und/oder ein JSFMCW- Radarsensor ist.
7. Verfahren zum Auswerten zumindest eines Radarsensors (32), wobei Messsignale (34) des Radarsensors (32), welcher während seiner Messzyklen (10) Radarsignale (12) aussendet und von einer Umgebung des Radarsensors (32) reflektierte Radarsignale (14) empfängt und den
empfangenen reflektierten Radarsignalen (14) entsprechende Signale als Messsignale (34) ausgibt, jedoch zwischen zwei nachfolgenden Messzyklen (10) für eine vorgegebene Pausenzeit (Atb) inaktiv bleibt, ausgewertet werden; gekennzeichnet durch den Schritt:
Ausführen einer Fourier-Transformation (26) unter Verwendung von
Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) und/oder unter Verwendung von aus den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignalen (24).
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Fourier-Transformation (26) bezüglich einer Dopplereffekt-relevanten Größe (f3) unter Verwendung der Messsignale (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) und/oder unter Verwendung der aus den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) ausgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei für jeden Chirp (16) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) je eine Fourier-Transformation (18) bezüglich einer Basisbandfrequenz (fß) ausgeführt und auf diese Weise jeweils eine Vielzahl von Fourier-Reihen (20) für jeden Messzyklus (10) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) festgelegt wird, und die unter Verwendung der von den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) ausgeführte Fourier- Transformation (26) unter Verwendung der Vielzahl von Fourier- Reihen (20) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) und/oder unter Verwendung von aus der Vielzahl von Fourier- Reihen (20) der mindestens zwei
verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) ausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei für jeden Messzyklus (10) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) je eine weitere Fourier- Transformation (22) bezüglich einer Dopplerfrequenz (†D) unter Verwendung der für den jeweiligen Messzyklus (10) festgelegten Vielzahl von Fourier- Reihen (20) ausgeführt und auf diese Weise je ein 2-dimensionaler Fourier-Array (24) für den jeweiligen Messzyklus (10) festgelegt wird, und die unter Verwendung der von den Messsignalen (34) aus mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) abgeleiteten Auswertesignale (24) ausgeführte Fourier-Transformation (26) unter Verwendung der 2-dimensionalen Fourier-Arrays (24) der mindestens zwei verschiedenen Messzyklen (10) ausgeführt wird.
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